اقترح المؤسس المشارك لإثيريوم اقتراحًا طويل الأجل لاستبدال EVM بـ RISC-V

مؤسس إثيريوم المشارك اقترح مؤخراً في المجتمع مقترحاً طويل الأمد يقضي باستبدال الجهاز الظاهري لطبقة التنفيذ الحالية بمجموعة تعليمات RISC-V مفتوحة المصدر. وقد قارن هذا التصور بسلسلة Beam لطبقة التوافق، معتبراً أن هذه قد تكون الطريق الوحيد القابل للتطبيق لتحقيق طفرة في أداء طبقة التنفيذ وتبسيط منطق البروتوكول. خاصة في كفاءة إثبات المعرفة الصفرية، من المتوقع أن يتحقق تحسين يصل إلى 100 مرة من خلال استبدال الجهاز الظاهري. يهدف هذا المقترح إلى معالجة القضايا الحالية في إثيريوم المتعلقة بكفاءة إثبات المعرفة الصفرية، وتعقيد بناء الكتل، وتوافر البيانات.

قيود الجهاز الظاهري الحالي ومزايا RISC-V

مشاكل الجهاز الافتراضي الحالي:

1. الهيكل قديم: يستخدم بنية مكدسة بعمق 256 بت، غير متوافقة مع وحدات المعالجة المركزية الحديثة، مما يؤدي إلى كفاءة منخفضة عند تنفيذ إثباتات المعرفة الصفرية.
2. عائق إثبات المعرفة الصفرية: يُستخدم حوالي نصف الموارد لتنفيذ الآلة الافتراضية نفسها، مما يحد من كفاءة الإثبات.
3. ضعف الصيانة: تراكم الوظائف المعقدة على مر السنين، وعدم وضوح المعايير، وصعوبة إلغاء بعض الوظائف.
4. تطوير مقيد: مجموعة التعليمات غير القياسية تحد من دعم اللغات المتعددة، مما يجعل من الصعب على اللغات الرئيسية أن تُترجم بكفاءة إلى التعليمات البرمجية الثنائية.

مزايا RISC-V:

1. أداء عالي الكفاءة: RISC-V هو مجموعة تعليمات مبسطة لوحدة المعالجة المركزية الحقيقية، صديقة للأجهزة، ويمكن استخدامها في تحسين التجميع الفوري وحتى تسريع الأجهزة.
2. تحسين المعرفة الصفرية: من الأسهل بكثير توليد الدوائر الخاصة بأوامر RISC-V مباشرة في الإثبات مقارنةً بإثبات تشغيل الآلات الافتراضية الحالية.
3. نضوج سلسلة الأدوات: تدعم لغات رئيسية مثل Rust/C/C++، مما يقلل من عتبة الدخول ويجعل النظام البيئي أكثر اتساعًا.
4. المعايير العامة: تم اعتمادها من قبل مشاريع بلوكتشين أخرى، ولديها حالات نجاح.

أشار المؤسس المشارك لإثيريوم إلى أنه بدلاً من تجميع الآلات الافتراضية الحالية إلى RISC-V في إثبات المعرفة الصفرية، من الأفضل استخدام RISC-V كهيكل لتنفيذ العقود، مما يزيد بشكل جذري من كفاءة التنفيذ وإمكانية التوسع.

استبدال المسارات والتحديات

حلول الاستبدال الثلاثة:

1. وجود جهازين افتراضيين بالتوازي (الأكثر تحفظًا): تشغيل جهازين افتراضيين قديم وجديد بالتوازي، يمكن للعقد الجديدة استخدام RISC-V، لضمان التوافق خلال فترة الانتقال.
2. خطة المفسر على السلسلة (ثورية): يتم تنفيذ جميع العقود القديمة بواسطة مفسر عقود RISC-V على السلسلة.
3. آلية المكونات الإضافية للمفسر (تسوية): جعل المفسر عنصر بروتوكول، مما يسمح بإدخال آلات افتراضية أخرى في المستقبل.

التحديات التقنية التي تواجه التنفيذ:

1. مخاطر فقدان أداء التنفيذ: يحتاج RISC-V إلى محاكاة التنفيذ على شرائح x86، مما قد يؤدي إلى كفاءة أقل في البداية مقارنةً بالآلات الافتراضية الحالية المحسّنة.
2. يجب إعادة بناء تسعير الغاز: يجب تعريف نموذج غاز جديد لتعليمات RISC-V، لضمان العدالة والأمان.
3. تصميم صندوق الأمان: تقييد استدعاءات النظام، منع تعديل الشيفرة الذاتية، ضمان تنفيذ حتمي.
4. أدوات تطوير التوافق: تحتاج إلى تحديث المترجم، مصحح الأخطاء، أدوات تدقيق الأمان، لدعم بايت كود RISC-V.
5. مشاكل توافق النقل: تعتمد بعض العقود على ميزات الآلة الافتراضية الحالية، يجب تصميم طبقة التوافق أو آلية التراجع بعناية عند النقل.

يميل المؤسس المشارك لإثيريوم إلى اعتماد خطة التعايش المزدوج للآلات الافتراضية كمسار انتقالي، ويعد بأن العقود القديمة والجديدة ستظل متوافقة لضمان تجربة المطورين دون تغيير وترقية غير محسوسة للمستخدمين.

تأثير على مسار التوسع الحالي

RISC-V لن تحل محل مسارات التوسع الحالية، بل ستعمل كتحسين للبنية التحتية.

الطبقة 2:

• رول أب لا يزال القوة الرئيسية لتوسيع إثيريوم، بينما RISC-V يزيد من كفاءة معالجة L1 وأداء التحقق من المعرفة الصفرية.
• تحقق التحقق الأسرع من L1 من تقديم بيانات Rollup بتكلفة أقل وبسرعة أكبر، مما يعزز قابلية التوسع العامة.

تقسيم البيانات وEIP-4844:

• لا يزال عنق الزجاجة في توافر البيانات بحاجة إلى حل EIP-4844 وDanksharding، ولا تؤثر RISC-V على سعة البيانات على السلسلة.
• تغيير هيكل التنفيذ لا يغير متطلبات تخزين بيانات L1.

FaaS 、 MEV:

• غير متعلق بهندسة الآلة الافتراضية، ولن يفشل بسبب تقدم RISC-V.

بشكل عام، تعتبر RISC-V "محرك التبديل"، و L2/التجزئة "شبكة التوسيع"، الأبعاد بينهما مختلفة ولا تتعارض.

ملاحظات المجتمع والمحاولات ذات الصلة

اختلافات المجتمع:

• يعتبر المؤيدون أن هذه ترقية استراتيجية ضرورية لمواجهة تحديات سلاسل الكتل عالية الأداء الأخرى، مما يساعد على جذب المطورين التقليديين.
• يخشى المحافظون من صعوبة التنفيذ، والأعباء التاريخية، وتكاليف تحديث أدوات النظام البيئي، ويتساءلون عن نسبة العوائد إلى الموارد المستثمرة.

مشاريع مشابهة مرجعية:

• Move VM: جهاز افتراضي جديد يركز على الموارد، مع أمان لغوي قوي، لكنه غير متوافق مع الأجهزة الافتراضية الحالية.
• FuelVM: VM جديد مصمم لمعالجة متوازية، مع لغة Sway، وبدعم محدود.
• WASM: تم إدخال WASM كلغة عقود ذكية في L2، وقد تم تنفيذها بالفعل على بعض المنصات، مما يثبت جدواها العملية.
• مشاريع بلوكشين أخرى: استخدام RISC-V كآلة افتراضية للعقود على الشبكة الرئيسية، مما يوفر مرجعًا عمليًا لإيثريوم.

مؤسس الإثيريوم المشارك قدم RISC-V لا يعني رفض الخيارات الأخرى، حيث يعتقد أن آلية المفسر المستقبلية يمكن استخدامها أيضًا لإدخال مثل Move وWASM وغيرها من الآلات الافتراضية، لبناء نظام بيئي تنفيذي متنوع.

آفاق التأثير المستقبلي

تجربة المطورين:

• لا يزال يمكن استخدام لغات مثل Solidity / Vyper ، حيث تم تغيير الواجهة الخلفية للمترجم وليس اللغة نفسها.
• قد يتم فتح إمكانية كتابة العقود بلغة Rust/C وغيرها من اللغات الجديدة، لكن لن يتم فرض الانتقال.

تكلفة التشغيل والأداء:

• تحسين كفاءة التنفيذ سيؤدي إلى زيادة الحد الأقصى للغاز وتقليل التكاليف.
• قد تقلل عقود RISC-V من الاعتماد على العقود المسبقة التجهيز، ونموذج الغاز أكثر قربًا من تكلفة إثبات المعرفة الصفرية.

التوافق البيئي والتنمية:

• يمكن للعقود الحالية الاستمرار في التشغيل خلال فترة التعايش بين نظامي VM الثنائيين، بينما يتم اعتماد عقود جديدة تدريجياً باستخدام RISC-V.
• يجب أن تدعم البنية التحتية تنسيق الشيفرة البايت الجديد، مما قد يؤدي إلى تغييرات في التوافق بين السلاسل.

الأمان والاستقرار:

• يجب اختبار الهيكل الجديد على نطاق واسع والتحقق من صحته بشكل رسمي، لتعزيز موثوقية البروتوكول.
• الطبقة التنفيذية الأكثر بساطة تساعد في التدقيق والتحكم في سطح الهجوم.

الخاتمة

اقترح المؤسس المشارك لإثيريوم استبدال الآلة الافتراضية الحالية بـ RISC-V، مما يمثل تفكير إثيريوم العميق في حدود الأداء المستقبلية وبساطة البروتوكول. لا يزال هذا الاقتراح في مرحلة المناقشة المبكرة، ومن المتوقع أن تكون عملية التنفيذ تستغرق عدة سنوات، ويجب أن تتجاوز تحديات تقنية، مجتمعية، وإيكولوجية متعددة. إنه ليس لإسقاط الطريق الحالي، بل لتعزيز الأساس والاستعداد للمستقبل.

كما قال: "لتحقيق زيادة بمقدار كبير، قد يكون هذا التغيير الجذري هو الطريق الوحيد الممكن."

يمكن اعتبار هذا بمثابة رهان على المستقبل، وهو أيضًا استكشاف عميق حول "ما إذا كانت الأسس تستحق إعادة تشكيلها".